Thiết kế bài giảng vật lý 10 nâng cao tập 1 part 6 pptx

hơn thì tay ta cảm thấy đau hơn vì khi đó tờng tác dụng vào tay ta một lực mạnh hơn. Nếu đá quả bóng vào tờng thì khi đó bóng tác dụng vào tờng một lực, đồng thời tờng tác dụng trở lại bóng một lực nên quả bóng bị nảy ra. Nếu đá mạnh quả bóng vào tờng thì quả bóng nảy ra xa hơn vì khi đó quả bóng tác dụng vào tờng một lực mạnh hơn thì tờng tác dụng lại quả bóng một lực mạnh hơn. Bình sẽ chuyển động tiến về phía trớc, còn An chuyển động ngợc trở lại vì Bình đã tác dụng trở lại An một lực. Cá nhân nhận thức đợc vấn đề cần nghiên cứu. Hiện tợng gì xảy ra nếu đá quả bóng vào tờng ? Nếu đá mạnh quả bóng vào tờng thì hiện tợng xảy ra thế nào ? Tại sao ? Quan sát hình vẽ trong sách giáo khoa, hiện tợng gì xảy ra khi An đẩy Bình một lực ? GV thông báo kết luận về tính tơng hỗ trong tơng tác. Các lực trong tơng tác có mối quan hệ với nhau nh thế nào ? Để biết đợc điều đó chúng ta học bài : Định luật III Niu-tơn. Hoạt động 3. Xây dựng định luật III Niu-tơn HS thảo luận nhóm, đại diện lên trả lời. Phơng án 1 : Hai lực cùng phơng, ngợc chiều và độ lớn bằng nhau. Phơng án 2 : Hai lực cùng phơng, ngợc chiều và độ lớn tỉ lệ thuận với nhau. Dự đoán về mối quan hệ của hai lực trong tơng tác ? Định hớng của GV : Để tìm mối quan hệ của hai lực ta phải tìm mối quan hệ của những yếu tố nào đặc trng cho lực ? Biểu diễn các lực tơng tác ở hai ví dụ trên ? Hãy đề xuất phơng án thí nghiệm kiểm tra các dự đoán ở trên ? Định hớng của GV : HS làm việc theo nhóm, thảo luận đa ra các phơng án thí nghiệm. Phơng án : Dùng hai lực kế móc vào nhau và kéo về hai phía ta có tơng tác giữa hai lực kế, độ lớn của hai lực tơng tác đọc trên lực kế. HS thống nhất với phơng án kiểm tra. Phơng án : thả hai lực kế móc vào nhau chuyển động rơi tự do. HS có thể bế tắc. Cho hai lực kế móc vào nhau và ở lực kế dới treo thêm một quả nặng. HS quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV. Hai lực tơng tác trong cả hai trờng hợp có độ lớn bằng nhau. Biểu diễn lực và rút ra kết luận : Hai vật tơng tác với nhau bằng những lực cùng phơng, ngợc chiều và cùng độ lớn. Biểu thức : AB BA FF= G G Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Chú ý về phơng, chiều của hai lực trong tơng tác ở các ví dụ trên. Phơng, chiều của gia tốc của Bình, An trong tơng tác ? Phơng án đa ra chỉ cho phép kiểm tra đợc độ lớn của hai lực tơng tác khi hai vật đứng yên ? Hãy đề xuất một phơng án thí nghiệm để kiểm tra khi hai vật tơng tác chuyển động. ở thí nghiệm trên, để tạo đợc tơng tác cho hai lực kế ta phải dùng hai tay kéo hai lực kế. Làm sao để tạo đợc tơng tác cho hai lực kế khi hai lực kế chuyển động ? Có thể dùng quả nặng để tạo tơng tác đợc không ? GV giới thiệu cách bố trí thí nghiệm nh hình 16.3 SGK. Sau khi đã thống nhất hai phơng án thí nghiệm kiểm tra, GV tiến hành thí nghiệm và gọi 1 hoặc 2 HS lên quan sát, sau đó thông báo kết quả thí nghiệm cho cả lớp. GV yêu cầu HS biểu diễn các lực tơng tác trong hai trờng hợp, sau đó rút ra kết luận về các lực tơng tác đó. Kết luận đó cũng chính là nội dung định luật III Niu-tơn. GV thông báo khái niệm cặp lực trực đối, lực tác dụng, phản lực. Chú ý : Hai lực trong cặp lực trực đối luôn cùng loại, nghĩa là lực tác dụng thuộc loại gì (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát, ) thì phản lực cũng thuộc loại đó. Phân biệt : Giống nhau : hai lực cùng phơng, ngợc chiều và cùng độ lớn. Khác nhau : đối với cặp lực cân bằng thì hai lực cùng tác dụng vào một vật. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Phân biệt cặp lực cân bằng và cặp lực trực đối ? Thông báo : Hai lực kể trên là hai lực trực đối nhng không cân bằng nhau vì chúng tác dụng lên hai vật khác nhau. Nh vậy, hai lực là cân bằng thì sẽ trực đối nhng hai lực trực đối thì cha chắc đã cân bằng. Điều này sẽ đợc xét đến trong các bài tập cụ thể. Hoạt động 3. Làm một số bài tập vận dụng HS làm việc theo nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. Câu 1. Theo định luật II, ta có : F = ma và F m'a'= ' Đây là hai lực trực đối nên F = F'. Vì khối lợng quả bóng nhỏ hơn rất nhiều so với khối lợng bức tờng. Tức là : m << m' a >> a' Bóng bị bật trở lại còn tờng thì vẫn đứng yên. Điều này hoàn toàn phù hợp với định luật II và III Niu-tơn. GV yêu cầu HS làm các bài tập trong mục 4 SGK. Định hớng của GV: Vận dụng định luật II, III Niu-tơn để xét mối quan hệ giữa lực tác dụng lên vật, khối lợng và gia tốc của vật. Vật thu gia tốc nhỏ thì sự biến đổi vận tốc nhỏ và ngợc lại. Câu 2. Khi hai bạn cầm hai đầu dây mà kéo (hình 16.4 a) thì hai đầu dây chịu tác dụng của hai lực cân Biểu diễn lực tác dụng của hai bạn vào sợi dây trong hai trờng hợp a, b. So sánh lực tác dụng vào sợi dây trong hai trờng hợp đó ? F G F G F2 G F2 G bằng nhau F G và F G . Nếu hai bạn cầm chung một đầu dây mà kéo, đầu kia buộc vào thân cây (hình 16.4 b) thì hai bạn đã tác dụng vào đầu dây một lực gấp đôi và bằng 2F. G Thông qua sợi dây, hai bạn đã tác dụng vào thân cây một lực bằng 2F. G Theo định luật III Niu-tơn thân cây tác dụng trở lại đầu dây còn lại một lực lớn gấp đôi trờng hợp đầu. Kết quả là hai đầu dây chịu lực tác dụng lớn gấp đôi trờng hợp đầu nên dây bị đứt. Câu 3. Trái Đất tác dụng lên vật trọng lực P. G Vật ép lên mặt đất lực ' P. G Theo định luật III Niu-tơn, mặt đất tác dụng lên vật một phản lực N G vuông góc với mặt đất P ' = N. Vì vật đứng yên, suy ra N = P. P G và N G là hai lực trực đối cân bằng (vì cùng tác dụng vào một vật). ' P G và N G là hai lực trực đối không cân bằng (vì tác dụng vào hai vật). Vật chịu những lực nào tác dụng? Vật đứng yên nên các lực tác dụng vào vật phải thế nào ? Thông báo : Đây chính là cơ sở để đo khối lợng của các hạt vi mô hoặc các thiên thể trong vũ trụ. ' P G P G N G Hoạt động 4. Củng cố bài học và định hớng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. Phát biểu định luật III Niu-tơn ? Phân biệt hai lực trực đối và hai lực cân bằng ? Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực. Làm bài tập về nhà 1, 2 SGK. Bi 17 Lực hấp dẫn I Mục tiêu 1. Về kiến thức Viết đợc biểu thức, nêu đợc đặc điểm của lực hấp dẫn, trọng lực. Hiểu đợc rằng hấp dẫn là một đặc điểm của mọi vật trong tự nhiên. 2. Về kĩ năng Vận dụng đợc các biểu thức để giải các bài toán và giải thích các hiện tợng vật lí đơn giản. II Chuẩn bị Học sinh Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực. III thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề HS nhận thức vấn đề của bài học. ở các bài trớc ta đã học các định luật của Niu-tơn, để xác định đợc chuyển động của một vật, cùng với các định luật Niu-tơn, ta còn phải biết đặc điểm của các lực tác dụng vào vật. Ta đã biết trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật và đã viết đợc biểu thức liên hệ giữa trọng lực với khối lợng. Vậy trọng lực có đặc điểm gì ? Để biết điều đó hôm nay chúng ta học bài : Lực hấp dẫn. Hoạt động 2. Tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. GV giới thiệu những cơ sở dẫn đến ý tởng của Niu-tơn. Dẫn dắt vấn đề : Theo định luật II Niu- tơn, thấy rằng lực hút của Trái Đất lên các vật gần mặt đất nh quả táo, hòn đá, thì tỉ lệ thuận với khối lợng của các vật đó. Suy luận rằng lực hút của Trái Đất lên Mặt Trăng cũng tỉ lệ thuận với khối lợng của Mặt Trăng, mặt khác tác dụng giữa hai thiên thể có tính tơng hỗ, nên theo Niu-tơn, Mặt Trăng cũng hút Trái Đất với một lực tỉ lệ thuận với khối lợng của Trái Đất, tức là hd T Đ F~MM. Một giả thuyết đa ra rất tự nhiên là nếu khoảng cách giữa hai vật càng tăng thì lực càng giảm. Nhng giảm theo quy luật nào ? Vào thời đó, ngời ta đã biết gia tốc của Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất xấp xỉ 1 3600 của gia tốc rơi tự do ở Trái Đất. Nh vậy gia tốc này tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất. Từ đó Niu-tơn đã suy đoán là lực hấp dẫn tỉ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách, tức là 2 1 F r Sau khi vận dụng những suy luận trên cho chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời thì thấy hoàn toàn phù hợp với các quan sát thực tế. Trên cơ sở đó, Niu-tơn đã khái quát hoá và đa ra định luật vạn vật hấp dẫn. Cá nhân phát biểu định luật. Biểu thức : 12 hd 2 mm FG r = (1) Trong đó m 1 , m 2 là khối lợng của hai vật, r là khoảng cách giữa chúng. HS thảo luận theo nhóm để tìm phơng án thí nghiệm. Đặt hai vật có khối lợng m 1 và m 2 cách nhau một khoảng r. Đo lực hấp dẫn của hai vật, từ đó tính đợc 2 hd 12 rF G mm = (2) Đo lực hấp dẫn bằng lực kế. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Đơn vị của G là : 2 2 Nm kg Yêu cầu HS phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn. Thông báo khái niệm hằng số hấp dẫn G. Để áp dụng trong nghiên cứu cần phải tính ra giá trị cụ thể của G. Hãy đề xuất phơng án thí nghiệm để đo đợc hằng số hấp dẫn G ? Đo lực hấp dẫn bằng cách nào? Thông báo : Lực hấp dẫn chỉ đáng kể khi khối lợng của các vật nghiên cứu cỡ nh khối lợng của thiên thể. Mà vật ta sử dụng để làm thí nghiệm có khối lợng nhỏ nên lực hấp dẫn nhỏ, vì vậy dùng lực kế không thể đo đợc. GV giới thiệu thí nghiệm của Ca-ven- đi-sơ để đo lực hấp dẫn. Kết quả xác định đợc hằng số hấp dẫn có giá trị G = 6,67.10 11 . Đơn vị của hằng số hấp dẫn ? Hoạt động 3. Tìm biểu thức của gia tốc rơi tự do Nh vậy, bản chất của trọng lực chính là lực hấp dẫn. Khi một vật rơi tự do dới tác dụng của trọng lực thì có gia tốc g. Hãy tìm biểu thức của gia tốc trọng trờng g ? Coi Trái Đất là quả cầu đồng chất thì lực hấp dẫn do nó tác dụng lên một vật khối lợng m ở độ cao h so với mặt đất là: () 2 hd hR mM GF + = lực này chính là trọng lực tác dụng lên vật : P = mg Suy ra () 2 hR GM g + = (3) Càng lên cao thì g càng giảm. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Định hớng của GV : Biểu thức liên hệ của trọng lực với khối lợng của vật ? áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn để tìm biểu thức của gia tốc trọng trờng ? Nhận xét sự phụ thuộc độ cao của gia tốc trọng trờng ? Thông báo : ở gần mặt đất h << R nên ta có thể bỏ qua h. Khi đó g đợc xác định theo biểu thức: 2 GM . g R = Hoạt động 4. Tìm hiểu trờng hấp dẫn, trờng trọng lực Đặc điểm : nếu nhiều vật khác nhau lần lợt đặt tại cùng một điểm thì trọng trờng gây cho chúng cùng một gia tốc nh nhau. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. GV thông báo khái niệm trờng hấp dẫn, trờng trọng lực (trọng trờng). Từ biểu thức (3), có thể thấy một đặc điểm gì của trọng trờng khi gây ra gia tốc cho vật ? Thông báo : Vậy g là một đại lợng đặc trng cho trọng trờng tại mỗi điểm về khả năng gây ra gia tốc cho mọi vật. Nó còn đợc gọi là gia tốc trọng trờng . GV đa ra những lập luận về gia tốc trọng trờng để đa ra kết luận : trong một không gian hẹp có thể coi nh vectơ g G có hớng và độ lớn nh nhau. R G P h m Trọng trờng nh vậy gọi là trọng trờng đều. Hoạt động 5. Củng cố bài học và định hớng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân hoàn thành yêu cầu của GV. Nhận nhiệm vụ học tập Phát biểu định luật vạn vận hấp dẫn, viết biểu thức của định luật, vẽ lực hấp dẫn tác dụng lên hai vật đặt cách nhau một khoảng r ? Yêu cầu HS làm việc với phiếu học tập. Làm bài tập về nhà 1, 2, 4 SGK. Ôn lại các công thức về tọa độ và vận tốc của chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, đồ thị của hàm số bậc hai. Định luật II Niu-tơn. Phiếu học tập Câu 1. a) Tính lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy, mỗi tàu có khối lợng 100.000 tấn khi chúng ở cách nhau 0,5 km. Lực đó có làm cho chúng tiến lại gần nhau không ? b) Tại sao hàng ngày ta không cảm nhận đợc lực hấp dẫn giữa ta với các vật xung quanh nh bàn, ghế, tủ Câu 2. Khi khối lợng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp đôi thì lực hấp dẫn của chúng có độ lớn nh thế nào ? A. Tăng gấp đôi. B. Giảm đi một nửa. C. Tăng lên gấp 4. D. Giữ nguyên nh cũ. Câu 3. Lực hấp dẫn của hòn đá ở trên mặt đất tác dụng vào Trái Đất có độ lớn bằng bao nhiêu ? A. Lớn hơn trọng lợng của hòn đá. B. Nhỏ hơn trọng lợng của hòn đá. C. Bằng trọng lợng của hòn đá. D. Bằng không. Câu 4. Chọn câu đúng trong những câu sau đây về lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng và do Mặt Trăng tác dụng lên Trái Đất. A. Hai lực này có cùng phơng cùng chiều. B. Hai lực cùng phơng, ngợc chiều. C. Hai lực cùng chiều và cùng độ lớn. D. Phơng của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhau. Bi 18 Chuyển động của vật bị ném I Mục tiêu 1. Về kiến thức Hiểu đợc khái niệm tầm bay cao, tầm bay xa. Biết dùng phơng pháp tọa độ để thiết lập đợc phơng trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang. Viết đợc biểu thức của tầm bay xa và tầm bay cao của vật. Đề xuất đợc phơng án thí nghiệm kiểm chứng các công thức tầm bay cao và tầm bay xa trong chuyển động của vật bị ném. 2. Về kĩ năng Biết vận dụng công thức trong bài để giải các bài tập về vật bị ném. Có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng trong bài học. II Chuẩn bị Giáo viên Chuẩn bị thí nghiệm vòi phun nớc để kiểm chứng các công thức trong bài. Học sinh Ôn lại các công thức về tọa độ và vận tốc của chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, đồ thị của hàm số bậc hai. [...]... tơng tự, hãy làm bài toán với một vật ném ngang ở độ cao h trong phiếu học tập Hoạt động 4 Củng cố bài học và định hớng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập Nêu các bớc khảo sát chuyển động cong ? GV yêu cầu HS làm các câu 2, 3 trong phiếu học tập Làm các bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 SGK Ôn lại các khái niện về lực đàn hồi đã đợc học ở lớp 6 Phiếu học tập Câu 1 Một vật đợc ném từ... ta có : t1 = v 0 sin g Sau khi đã xác định đợc quỹ đạo chuyển động của vật Nhiệm vụ tiếp theo là xác định xem tầm bay cao và tầm bay xa của vật đợc quyết định bởi yếu tố nào ? Để biểu diễn sự phụ thuộc đó, ta phải xây dựng biểu thức của tầm bay cao và tầm bay xa của vật Thông báo : Tầm bay cao của vật là độ cao cực đại mà vật đạt tới Để tính tầm bay cao của vật ta phải xét chuyển động của vật theo... nhân giải bài toán, đại diện lên báo cáo kết quả a) Dạng quỹ đạo : y = 45 x2 80 Quỹ đạo của vật là đờng parabol, đỉnh là M (0 ; h) b) Thời gian rơi : t = 2h = 3s g (bằng thời gian vật chuyển động rơi tự do) c) Tầm bay xa của vật : L = 60 m d) Vận tốc khi chạm đất của vật là : v = v 2 + v 2 = 36m / s x y 2 = 60 o thì tầm bay xa của vật có thay đổi không ? ở trên chúng ta đã khảo sát bài toán vật bị... Thông báo kết quả thí nghiệm : Quỹ đạo của vật bị ném có dạng parabol Tầm bay cao H và tầm bay xa L của vật phụ thuộc vào vận tốc ban đầu và góc ném vật, sự phụ thuộc đó đợc biểu diễn nh công thức (10 ) và (12 ) Khi góc ném = 45o thì L đạt giá trị cực đại Với một giá trị của L bất kì luôn có hai giá trị 1 , 2 phụ nhau Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ Hoạt động 3 Khảo sát bài toán vật ném ngang từ độ cao h... của vật : L= v sin 2 g 2 0 (12 ) Từ công thức (10 ) và công thức (12 ) chúng ta thấy Tầm cao H phụ thuộc vào vận tốc ném ban đầu và góc ném Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ Cá nhân quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV, đọc số liệu và trả lời câu hỏi của GV Khi vật trở về mặt đất (y = 0) Hãy xác định thời gian bay của vật ? Từ đó xác định tầm bay xa L của vật ? Ngời ta ứng dụng các tính toán này để nâng cao. .. bay cao và tầm bay xa của vật cũng tăng Thay đổi góc ném, quan sát thấy tầm cao H luôn tăng dần một cách đơn điệu Thay đổi góc ném, tầm bay xa tăng đến một giá trị cực đại khi = 45o rồi giảm dần Tầm bay xa của vật khi 1 = 30o bằng tầm bay xa của vật khi Đặt góc = 30 , nhận xét quỹ đạo chuyển động của các giọt nớc ? Đọc tầm bay cao và tầm bay xa của vật ? Tăng vận tốc ban đầu bằng cách nâng cao. .. nào ? Gợi ý : khi vật đạt đến độ cao cực đại thì thời gian t trong phơng trình (7) đợc xác định thế nào ? (9) Thay vào (7) ta có tầm bay cao của vật là : H= 2 v 0 sin 2 2g (10 ) Nếu ta gọi khoảng cách giữa điểm ném và điểm rơi (cùng trên mặt đất) là tầm bay xa của vật thì tầm bay xa đó đợc xác định thế nào ? Thay y = 0 vào (7) ta có : t2 = 2v 0 sin 2 g Gợi ý : (11 ) Sử dụng công thức (6) để xác định Cần... động của vật ? Vẽ quỹ đạo đó trên hệ trục tọa độ đã chọn ? Thông báo : Quỹ đạo của vật có dạng là một parabol (8) gọi là phơng trình quỹ đạo của vật y v0y O v0 I v0x K N x P HS thảo luận để đa ra dự đoán Tầm bay cao và tầm bay xa phụ thuộc vào vận tốc ném và góc ném HS thảo luận theo nhóm để tìm biểu thức tầm bay cao và tầm bay xa của vật Khi vật đạt đến độ cao cực đại thì vận tốc của vật theo... vào vật trong một số trờng hợp đơn giản Nắm đợc nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lực kế 2 Về kĩ năng Vận dụng kiến thức về lực đàn hồi của lò xo để giải đợc một số bài tập đơn giản và giải thích các hiện tợng vật lí liên quan II Chuẩn bị Giáo viên Một số lò xo, lực kế, các quả gia trọng, thớc đo, thanh thép mỏng Học sinh Ôn lại các khái niệm về lực đàn hồi đã đợc học ở lớp 6 III thiết kế hoạt... đợc ném từ một điểm M ở độ cao h = 45 m với vận tốc ban đầu v0 = 20 m/s theo phơng nằm ngang Lấy g = 10 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí Hãy xác định : a) Dạng của quỹ đạo b) Thời gian vật bay trong không khí c) Tầm bay xa của vật (khoảng cách từ hình chiếu của điểm ném trên mặt đất đến điểm rơi) d) Vận tốc của vật khi chạm đất Câu 2 Một vật khối lợng m đợc ném ngang từ độ cao h với vận tốc ban đầu . bay xa của vật. Thông báo : Tầm bay cao của vật là độ cao cực đại mà vật đạt tới. Để tính tầm bay cao của vật ta phải xét chuyển động của vật theo phơng nào ? Khi vật đạt đến độ cao cực đại. GV giới thiệu thí nghiệm của Ca-ven- đi-sơ để đo lực hấp dẫn. Kết quả xác định đợc hằng số hấp dẫn có giá trị G = 6, 67 .10 11 . Đơn vị của hằng số hấp dẫn ? Hoạt động 3. Tìm biểu thức. của vật : g 2sinv L 2 0 = (12 ) Từ công thức (10 ) và công thức (12 ) chúng ta thấy. Tầm cao H phụ thuộc vào vận tốc ném ban đầu và góc ném . Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Khi vật trở